Bilans wodny

W całej Europie susza staje się powracającym zjawiskiem – i nie dotyczącym już tylko południa. Choć dostęp do wody w coraz większym stopniu wpływa na wybór lokalizacji zakładów przemysłowych, to o jej wartości decyduje kontekst lokalny. Istnieje wiele rozwiązań technologicznych pozwalających na oszczędne gospodarowanie wodą w procesach przemysłowych, jednak kluczowe znaczenie mają także lokalizacja, zapotrzebowanie na energię oraz inne czynniki.

Woda jest zaskakująco tania, o ile tylko jest dostępna. Przez dziesięciolecia dla znacznej części europejskiego przemysłu niezawodne zaopatrzenie w wodę stanowiło element podstawowej infrastruktury jakich wiele: niezbędny, ale w dużej mierze uważany za coś oczywistego.

To się zmieniło. Woda nie jest już abstrakcyjnym tematem środowiskowym; to właśnie ona decyduje o tym, gdzie przedsiębiorstwa lokują swoje zakłady. Dane potwierdzają, że same działania ochronne nie wystarczą, by rozwiązać ten problem. Według Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) pobór wody słodkiej w UE w latach 2000–2023 spadł o 14 procent. Jednak obszar dotknięty niedoborem wody nie zmniejszył się od 2010 roku; sytuacja uległa wręcz pogorszeniu, ponieważ wyższe temperatury powodują zwiększone parowanie, a opady stają się coraz mniej przewidywalne.

Woda stała się obecnie elementem infrastruktury o kluczowym znaczeniu – determinuje wybór lokalizacji i wpływa na konkurencyjność. Gdy jest jej mało, produkcja staje się trudniejsza. A gdy konieczne jest przeprowadzanie szeroko zakrojonych działań związanych z uzdatnianiem lub unieszkodliwianiem, koszty rosną. Z kolei gdy infrastruktura miejska osiąga swoje granice, koszty ponoszą nie tylko przedsiębiorstwa, lecz także mieszkańcy.

W 2023 r. 28 procent terytorium UE i 32 procent jej ludności doświadczyło niedoboru wody w co najmniej jednym kwartale. W ujęciu długoterminowym sezonowy niedobór wody dotyka około 30 procent obszaru UE i jedną trzecią jej ludności. A problem nie kończy się na wysokości Alp.

Jeden zasób, różne realia

Jednak statystyki pokazują, dlaczego jedno uniwersalne rozwiązanie problemu niedoboru wody na poziomie europejskim – nie mówiąc już o globalnym – nie jest właściwą odpowiedzią. Litr wody ma inną wartość ekonomiczną w andaluzyjskiej części Hiszpanii niż w Danii, gdzie opady są większe. Podobnie producent żywności ma inne wymagania dotyczące jakości wody i higieny niż zakład chemiczny czy kopalnia. Gminy mają inne podejście do wody niż zakłady przemysłowe, mimo że obie grupy korzystają z tej samej infrastruktury.

Różnice te mają wpływ na codzienne funkcjonowanie każdej branży. Gdy jednak przyjrzymy się z bliska poszczególnym branżom, zauważymy inną tendencję: wiele podstawowych etapów procesu jest podobnych, nawet jeśli warunki się różnią: wodę należy oddzielić, oczyścić, skontrolować, odzyskać lub ponownie wykorzystać. Właśnie w tym tkwi siła GEA: we współpracy z klientami z wielu branż oraz w przenoszeniu sprawdzonych strategii i wiedzy o procesach z jednego kontekstu do drugiego.

Dr Stefan Pecoroni, wiceprezes ds. zrównoważonego rozwoju, technologii procesowej i innowacji, linia biznesowa Separation, GEA, zachęca producentów do zadania sobie dwóch kluczowych pytań: Jaki konkretny problem związany z wodą występuje w danym zakładzie? Czy chodzi o niedobór, wysoki koszt, oczyszczanie ścieków, przepisy czy zużycie energii? Po drugie, w jakim obszarze działania przyniosą największy efekt?

Oszczędzanie wody bez uwzględnienia bilansu energetycznego przypomina działanie po omacku

Recykling wody wymaga pompowania, oczyszczania, filtrowania lub uzdatniania – a tym samym zużycia energii. Im więcej przedsiębiorstw przechodzi na systemy o obiegu zamkniętym, tym ważniejsza staje się ocena inwestycji w oszczędzanie wody pod kątem zużycia energii, wymagań eksploatacyjnych, emisji CO₂, kosztów, ryzyka oraz wymogów regulacyjnych obowiązujących w danej branży i lokalizacji.

Tam, gdzie woda jest trudno dostępna lub droga, bilans ten może wyraźnie przemawiać za jej ponownym wykorzystaniem. W innych przypadkach istotniejsze pytanie nie brzmi: która technologia pozwala zaoszczędzić najwięcej wody, ale które rozwiązanie zapewnia największe trwałe korzyści w konkretnych warunkach lokalnych.

Od dobrych intencji po rzeczywistość przemysłową

Największą przeszkodą rzadko jest to, czy dana strategia lub technologia oszczędzania wody rzeczywiście działa. Istnieje wiele projektów pilotażowych. Prawdziwym wyzwaniem jest przekształcenie udanego rozwiązania pilotażowego w nowy standard przemysłowy. W rzeczywistości skalowanie jest w znacznie większym stopniu zadaniem zarządczym niż kwestią techniczną.

W branży mleczarskiej oraz napojów i alkoholi zużycie wody, procesy mycia oraz gospodarka ściekowa od dawna należą do tradycyjnych obszarów poprawy efektywności – jednak osiągane rezultaty są bardzo zróżnicowane.

Dwie mleczarnie osiągnęły swój cel, jakim było znaczne zmniejszenie zużycia wody, korzystając z obliczeń opartych na ich konkretnej sytuacji i potrzebach: SalzburgMilch – poprzez analizę łącznych kosztów wody świeżej i ścieków; oraz Ammerland Dairy – poprzez optymalizację istniejącego procesu. W obu przypadkach oszczędności te mają również bezpośredni wpływ na realizację celów tych przedsiębiorstw w zakresie zrównoważonego rozwoju.

Czego jedna branża może się nauczyć od drugiej

W 2022 roku niemiecki sektor produkcyjny zużył łącznie 5,15 mld metrów sześciennych wody. Sama branża chemiczna odpowiadała za 3,08 mld metrów sześciennych. Dane te pokazują skalę zużycia wody, a także różnice w jej zużyciu między poszczególnymi branżami.

Największy efekt osiąga się, gdy najlepsze praktyki są wdrażane w różnych zastosowaniach przemysłowych. A jednak myślenie w kategoriach odizolowanych działań w zakresie oszczędzania wody nadal stanowi normę.

Mleczarnie i browary zazwyczaj koncentrują się w dużym stopniu na obiegach wody, jej oczyszczaniu i ponownym wykorzystaniu oraz na poszukiwaniu sposobów ograniczenia jej zużycia. Presja gospodarcza i rynkowa wymusza na nich większą innowacyjność, która pozwoli osiągać jeszcze większe korzyści.

W innych branżach sytuacja wygląda inaczej. W przemyśle chemicznym duże ilości wody wykorzystuje się jako medium procesowe i chłodzące. W zastosowaniach farmaceutycznych wymagania dotyczące czystości i bezpieczeństwa oraz pozostałości substancji czynnych mogą utrudniać ponowne wykorzystanie wody. W górnictwie strumień ścieków może stać się podwójnym zasobem, jeśli wraz z wodą pozwoli odzyskać cenne surowce. Z kolei gospodarka wodna na poziomie komunalnym nie polega na optymalizacji poszczególnych linii produkcyjnych, lecz musi zapewniać zaopatrzenie w wodę i odprowadzanie ścieków dla całych regionów.

Pomimo tych różnic wszystkie procesy mają wspólne podstawowe etapy: oddzielanie, oczyszczanie, uzdatnianie, pomiary i zamykanie obiegów. Zmieniają się natomiast: przepływy materiałów, wymagania jakościowe, przepisy oraz presja ekonomiczna. Na przykład doświadczenia z przemysłu spożywczego w zakresie oczyszczania i ponownego wykorzystania wody można zastosować w procesach farmaceutycznych, jeśli pozwalają na to wymagania dotyczące czystości. Ponadto technologie uzdatniania, które umożliwiają odzysk wody i surowców w górnictwie, znajdują również zastosowanie w przemyśle chemicznym, gdzie wymagane są podobne procesy separacji.

GEA działa na styku tych dziedzin, wykorzystując swoją wiedzę specjalistyczną w zakresie technologii separacji, czyszczenia i uzdatniania w branżach mleczarskiej, piwowarskiej, chemicznej, farmaceutycznej i górniczej.

Oszczędzanie wody w przemyśle nie oznacza „zerowego zużycia wody”

UE wyraźnie powiązała bezpieczeństwo wodne z konkurencyjnością i odpornością przemysłową. Do 2030 r. zamierza poprawić efektywność wykorzystania wody w całej Europie o co najmniej dziesięć procent.

Dla przemysłu nie oznacza to jednak, że należy za wszelką cenę zużywać jak najmniej wody. Przekłada się to na wiedzę o tym, gdzie potrzebna jest woda, jakiej jakości musi być, w jaki sposób można ją odzyskać – oraz czy ogólny bilans zużycia wody i energii, infrastruktury oraz lokalnych uwarunkowań nadal jest korzystny.

Ponieważ ostatecznie efektywne gospodarowanie wodą nie polega na dążeniu do jak najmniejszej liczby zużywanych litrów. Chodzi o to, by wykorzystywać odpowiednią ilość wody we właściwym miejscu, tak aby przynosiło to jak największe korzyści dla przedsiębiorstwa, środowiska oraz społeczności korzystających z tego samego zasobu.